Vietnam cú đột phá không cần pin: Đại học Osaka vận hành quét não không dây bằng nhiệt cơ thể

Giới thiệu: Nút thắt năng lượng trong công nghệ đeo Trong lĩnh vực Giao diện não - máy tính (BCI) và theo dõi sức khỏe bằng thiết bị đeo đang phát triển nhanh chóng, nguồn điện từ lâu vẫn là yếu tố giới hạn. Các cảm biến điện não đồ (EEG) không dây truyền thống dựa vào pin cồng kềnh, đòi hỏi sạc và bảo trì thường xuyên, cản trở việc theo dõi liên tục, dài hạn. Tuy nhiên, một nhóm nghiên cứu do Phó Giáo sư Daisuke Kanemoto tại Đại học Osaka dẫn đầu đã giới thiệu một giải pháp đột phá: hệ thống truyền tín hiệu EEG không dây vừa không dùng pin vừa không cần bảo trì, hoạt động hoàn toàn bằng năng lượng nhiệt của người dùng.

Đổi mới: Thu năng lượng từ lòng bàn tay Cốt lõi của đổi mới này nằm ở một máy phát nhiệt điện (TEG) có hiệu suất rất cao. Hệ thống tạo ra điện hoàn toàn từ chênh lệch nhiệt độ giữa cơ thể người dùng (cụ thể được chứng minh bằng lòng bàn tay) và không khí xung quanh. Đáng chú ý, nhóm nghiên cứu đã chứng minh thiết bị vẫn truyền dữ liệu thành công ngay cả khi nhiệt độ không khí bên ngoài vào khoảng 32 độ Celsius.

Đây là một cột mốc kỹ thuật quan trọng. Phát điện nhiệt điện thường đòi hỏi chênh lệch nhiệt độ đáng kể để tạo ra công suất có thể sử dụng. Bằng cách chứng minh tính năng ở 32 độ Celsius—khi sự chênh lệch giữa nhiệt độ cơ thể (khoảng 36.5 độ Celsius) và không khí là rất nhỏ—nhóm đã cho thấy tính khả thi của hệ thống trong những môi trường khắc nghiệt ngoài đời thực, nơi việc tạo ra năng lượng là khó khăn nhất.

Cách hoạt động: Xử lý tín hiệu thông minh Để vận hành trong những giới hạn năng lượng chặt chẽ như vậy, các nhà nghiên cứu đã hoàn toàn tái định hình cách dữ liệu được xử lý.

1. Phía cảm biến (Truyền): Thay vì truyền các tín hiệu thô, nặng về dữ liệu, cảm biến sử dụng một kỹ thuật để "làm thưa" hoặc nén tín hiệu (lấy mẫu thiếu ngẫu nhiên). Điều này giảm mạnh mức tiêu thụ điện cần thiết cho việc truyền dữ liệu.

2. Phía bộ nhận (Tái tạo): Phần xử lý nặng được chuyển sang thiết bị nhận, vốn có nguồn điện dồi dào. Sử dụng các thuật toán tiên tiến dựa trên "tính tương đồng của dạng sóng", bộ nhận tái tạo tín hiệu đã được làm thưa trở lại thành dạng sóng EEG có độ chính xác cao.

Tác động đối với tương lai của chăm sóc sức khỏe Công nghệ này mở ra cánh cửa cho các thiết bị đeo sức khỏe kiểu "lắp rồi quên". Bệnh nhân có thể đeo những miếng dán kín đáo theo dõi hoạt động thần kinh 24/7 mà không bao giờ cần cắm sạc. Điều này đặc biệt hứa hẹn cho việc chẩn đoán rối loạn giấc ngủ, theo dõi động kinh hoặc hỗ trợ các giao diện não - máy liền mạch cho việc sử dụng hằng ngày. Bằng cách loại bỏ pin, Đại học Osaka đã loại bỏ gánh nặng về trọng lượng, kích thước và bảo trì, đưa chúng ta tiến gần hơn một bước tới công nghệ thực sự vô hình.